一种用于重型卡车的氢能源供给装置

本发明涉及氢能源车，具体是一种用于重型卡车的氢能源供给装置。

背景技术：

1、氢能源作为一种无污染的新型能源，在汽车领域得到广泛应用。

2、由于氢气活跃度高，发生泄漏时极易容易爆炸，因此氢能源车不能停放在地下车库中，由此限制了轿车的发展，但是重型卡车不适用于停放在地下车库中，一般常年停在户外，十分适合应用氢能源。

3、由于重型卡车每次的运行旅途较长，携带的液氢难以支撑其全程运行，而目前的加氢站较少，为此中国专利cn217864059u公开了一种车载甲醇重整制氢的移动加氢车，此移动加氢车可灵活移动，利用甲醇现场制备氢气，制备的氢气向氢燃料电池汽车供氢，可以在各个地点为氢燃料电池汽车提供加氢服务，提高氢燃料电池汽车的续航里程。

4、由于移动加氢车移动时需要消耗能源，而且通过移动加氢车给氢能源车加氢，这类氢气的价格比加氢站的价格高，会提高重型卡车的成本；再者，如重型卡车行程过远，需要多次加氢，成本更高，且过程流程复杂，增加了安全风险。

技术实现思路

1、为解决背景技术中的技术问题，本发明公开了一种用于重型卡车的氢能源供给装置。

2、本发明提供一种用于重型卡车的氢能源供给装置，包括支架，固定安装在重型卡车上，支架上安装有储罐和储氢瓶；

3、储罐呈卧式，其内部装设有液氢；储罐上安装有液氢泵，液氢泵的入口插接于储罐的底部，出口连接并连通有注氢接头；

4、储罐的外侧套接有卡环，卡环的外侧设置有多个与储罐轴向平行的卡槽，储氢瓶卡接于卡槽内；

5、卡环的下方设置有气化器，气化器设置有气化接头；

6、储氢瓶的端部设置有输氢接头；

7、支架上还安装有电机，通过传动组件驱动卡环旋转；

8、当储氢瓶转动至正对注氢接头时，注氢接头和输氢接头同轴；当储氢瓶转动至正对气化接头时，输氢接头和气化接头同轴；

9、液氢泵的出口处和气化器的入口处均安装有推杆和驱动弹簧，推杆用于驱动注氢接头或气化接头远离输氢接头；驱动弹簧用于驱动注氢接头或气化接头连接输氢接头。

10、储氢瓶中的液氢在气化器的作用下气化成气体，然后进入发动机内提供燃料；当储氢瓶内的液氢用完时，推杆驱动气化接头脱离输氢接头，电机驱动卡环转动一定的角度，使得下一个储氢瓶转动至正对气化器的位置，此时推杆失去驱动力，弹簧在其回复力作用下驱动气化接头伸出，与输氢接头连接，继续给发动机提供燃料；当空的储氢瓶转动至正对注氢接头的位置时，推杆失去驱动力，弹簧在其回复力的作用下驱动注氢接头伸出，与输氢接头连接，储罐内的液氢注入至空的储氢瓶内；如此循环，源源不断地给重型卡车的发动机提供燃料，直至储罐内的液氢用完为止。由于储罐的容量较大，可给储氢瓶多次注氢，从而使得重型卡车能够持续运行，省去了中途加氢的工序，提高了过程安全性，降低了重型卡车的运行成本；而且输氢接头连接气化接头、输氢接头连接注氢接头，其驱动力均为弹簧的回复力，由于弹簧的回复力稳定，因此输氢接头连接气化接头或注氢接头的动作也稳定，不易发生安全事故。本发明还具有成本低、安全性高、实用性高的特点。

11、为便于输氢接头与注氢接头、气化接头连接时的位置稳定性，进一步的改进在于：注氢接头的出口和气化接头的入口均竖直朝上；输氢接头于储氢瓶径向延伸，其入口始终竖直朝下。

12、传统的传动组件一般为齿轮传动或同步带轮传动或减速机直联传动，上述结构均需要占用较大的空间，如此会压缩重型卡车的载重空间，基于此，进一步的改进在于：电机为外转子电机，并设置为多个，旋转对称安装于卡环的内壁位置；电机的转子外壁抵靠储罐的外壁。

13、电机的安装位置，直接影响储罐与储氢瓶组装后的体积，基于此，进一步的改进在于：卡环的内壁设置有多个旋转对称的优弧形安装槽；电机插接于安装槽内，并与安装槽槽壁之间设有间隙。如此可缩小储氢瓶与储罐之间的间距，从而缩小整体装配的体积，使得结构更加紧凑。

14、卡槽的形状，直接影响储氢瓶的卡接稳固程度，基于此，进一步的设计是：卡槽呈优弧形。如此设置，可增大卡槽与储氢瓶的接触面积，其卡接更加牢固。

15、为提高储氢瓶卡接于卡槽内的位置稳定性，进一步的改进在于：相邻两个卡槽之间连接的部分设为连接部；连接部内安装有多个呈v形的限位板，限位板的里端与限位弹簧的一端铰接，限位弹簧的另一端与连接部固定连接，其中部与连接部铰接，限位板的外端在限位弹簧的回复力作用下向卡槽内凸出，抵靠储氢瓶的外壁，并对储氢瓶施加压力；每相邻两块限位板的弓起方向相反；限位板凸出卡槽的部分呈三角形，包括构成钝角的第一凸边和第二凸边，第一凸边位于外侧，其长度大于第二凸边，使得第一凸边和第二凸边的连接处构成对储氢瓶的施力点，且施力方向指向卡槽的槽底位置。

16、推杆和驱动弹簧的具体安装结构为：液氢泵的出口处和气化器的入口处均与接管的入口连接；接管的中部设置有向外侧凸起的凸板，将接管分隔为两个部分，其中靠近储氢瓶的部分设为连通部；注氢接头和驱动弹簧套接连通部，且驱动弹簧的两端分别连接注氢接头和凸板；推杆安装在凸板上，其驱动端与注氢接头固定连接。

17、输氢接头一般通过单向阀实现密封，由于液氢的温度较低，其密封圈容易失效，基于此，进一步的改进在于：储氢瓶的端部轴向引出套管；输氢接头包括从套管下端垂直引出的输氢管；输氢管的下端连接有导流接头，导流接头的外壁设置有轴向布置的输氢槽；输氢槽的下端通过封板封堵；套管上套接有密封弹簧和封闭套；密封弹簧的两端分别连接套管和封闭套；密封弹簧自然状态下驱动封闭套内壁与封板外壁连接，且封闭套覆盖导流接头，实现密封；当密封弹簧压缩时，封闭套脱离封板。

18、由于输氢槽流通面积小，其入口处容易堵塞，基于此，进一步的改进在于：注氢接头出口端的内孔由同轴的第一锥形孔和第二锥形孔构成；第一锥形孔位于注氢接头的外侧，且缩口端朝外；第一锥形孔的扩口端与第二锥形孔的扩口端连接。

19、由于储罐内的压力会受到环境和温度的影响，如压力过大，会引发安全事故，基于此，进一步的改进在于：支架上还安装有泄压箱，通过泄压管与储罐连接；泄压管上安装有安全阀。

技术特征：

1.一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：包括支架，固定安装在重型卡车上，所述支架上安装有储罐(1)和储氢瓶(2)；

2.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述注氢接头(7)的出口和气化接头的入口均竖直朝上；

3.根据权利要求2所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述电机(8)为外转子电机，并设置为多个，旋转对称安装于卡环(5)的内壁位置；所述电机(8)的转子外壁抵靠储罐(1)的外壁。

4.根据权利要求3所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述卡环(5)的内壁设置有多个旋转对称的优弧形安装槽(11)；

5.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述卡槽(6)呈优弧形。

6.根据权利要求5所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：相邻两个所述卡槽(6)之间连接的部分设为连接部(12)；

7.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述液氢泵(3)的出口处和气化器的入口处均与接管(15)的入口连接；

8.根据权利要求7所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述储氢瓶(2)的端部轴向引出套管(17)；

9.根据权利要求8所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述注氢接头(4)出口端的内孔由同轴的第一锥形孔(20)和第二锥形孔(21)构成；

10.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的氢能源供给装置，其特征在于：所述支架上还安装有泄压箱(22)，通过泄压管(23)与储罐(1)连接；

技术总结本发明是一种用于重型卡车的氢能源供给装置，包括储罐和储氢瓶；储罐上安装有液氢泵，液氢泵的入口插接于储罐的底部，出口连接并连通有注氢接头；储罐的外侧套接有卡环，卡环的外侧设置有卡槽，储氢瓶卡接于卡槽内；卡环的下方设置有气化器，气化器设置有气化接头；储氢瓶的端部设置有输氢接头；支架上还安装有电机，通过传动组件驱动卡环旋转；液氢泵的出口处和气化器的入口处均安装有推杆和驱动弹簧，推杆用于驱动注氢接头或气化接头远离输氢接头；驱动弹簧用于驱动注氢接头或气化接头连接输氢接头。由于储罐的容量较大，可给储氢瓶多次注氢，从而使得重型卡车能够持续运行，省去了中途加氢的工序，降低了重型卡车的运行成本。技术研发人员：吴洁,丁旖凡,刘奕扬,路万征,周忠泉,刘妍妍,蒋军成,朱飞昊,舒中俊,杜文艳受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15